[发明专利]一种改变合金相的材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改变合金相的材料，由如下重量比的组分组成：硫代硫酸钠13‑18％、硫酸铝4‑9％、硝酸铝0.6‑1.2％、乙酸钠5‑11％、硝酸钠13‑16％、氧化铝3‑7％、氯化钾2‑6％、黑云母复合物粉15‑19％，其余为氯化钠；稀土复合物能够改变杂质元素形成的有害相的形态和尺寸，由此降低杂质相的危害，辅助提高细化变质效果。硝酸镨、磷钨酸在乙醇体系中反应生成稀土磷钨酸盐，并以黑云母粉作为其载体，可消除高温下稀土元素镨催化活性降低的缺陷，黑云母复合物粉中的稀土元素镨和锶能够有效细化粗大的初晶硅，黑云母粉有助除气除渣，因此本发明中制备的材料在变质处理的同时还可除气除渣，提升熔炼效率。

技术领域

本发明涉及合金变质剂领域，特别涉及一种改变合金相的材料及其制备方法。

背景技术

铝硅合金共晶体中的硅相在自发生长条件下会长成片状，甚至出现粗大的多角形板状硅相，这些形态的硅相将严重的割裂Al基体，在Si相的尖端和棱角处引起应力集中，合金容易沿晶粒的边界处，或者板状Si本身开裂而形成裂纹，使合金变脆，机械性能特别是延伸率显著降低，切削加工功能也不好。为了改变硅的存在状态，提高合金的力学性能，长期以来一直采用变质处理技术。

对共晶硅有变质效果的元素有：钠(Na)，锶(Sr)，硫(S)，镧(La)，铈(Ce)，锑(Sb)，碲(Te)等。目前研究主要集中在钠，锶，稀土等几种变质剂上。工业上一般也采用单质磷作为变质剂，但单质磷加入高温铝合金液中会激烈燃烧，产生大量烟雾，污染空气，同时也使铝合金液吸收更多的气体，使铸件中出现孔洞，不利于铝合金铸件的强度提升及后续的锻造。

铝合金熔铸过程中一般都是采用浮游法来除气，其原理是在铝合金液中通入某种不含氢的气体产生气泡，利用这些气泡在上浮过程中将溶解的氢带出铝合金液，逸入大气。为了得到较好的精炼效果，应使导入气体的铁管尽量压入熔池深处，铁管下端距离坩锅底部100～150毫米，以使气泡上浮的行程加长，同时又不至于把沉于铝合金液底部的夹杂物搅起。通入气体时应使铁管在铝合金液内缓慢地横向移动，以使熔池各处均有气泡通过。尽量采用较低地通气压力和速度，因为这样形成的气泡较小，扩大了气泡的表面积，且由于气泡小，上浮速度也慢，因而能去除较多的夹杂和气体。同时，为保证良好的精炼效果，精炼温度的选择应适当，温度过高则生成的气泡较大而很快上浮，使精炼效果变差。温度过低时铝合金液的粘度较大，不利于铝合金液中的气体充分排出，同样也会降低精炼效果。

用超声波处理铝合金液也能有效地除气。它的原理是通过向铝合金液中通入弹性波，在铝合金液内引起“空穴”现象，这样就破坏了铝合金液结构的连续性，产生了无数显微真空穴，溶于铝合金液中的氢就迅速地逸入这些空穴中成为气泡核心，继续长大后呈气泡状逸出铝合金液，从而达到除气目的。

对于金属杂质，一般的处理方法是化有害因素为有利因素。即通过合金化方法将其变为有益的第二相，以利于材料性能的发挥。如果一定要去除的，多数情况下是利用不同元素沸点差异进行高温低压选择性蒸馏，来达到除去金属杂质的目的。

中国专利CN201310626657.4涉及一种ADC12铝合金的变质剂及其变质方法，它涉及铝合金的变质剂及其变质方法。目的是要解决现有ADC12铝合金的变质剂细化效果不稳定、易衰退，ADC12铝合金铸态组织为粗大的α-Al枝晶和针片状共晶硅，力学性能差的问题。ADC12铝合金的变质剂由Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金组成。变质方法：一、熔炼；二、精炼；三、加入Al-5Ti-B中间合金；四、加入Al-10RE中间合金；五、浇注。优点：一、细化效果稳定；二、解决了ADC12铝合金严重割裂、力学性能差的问题，抗拉强度提高了25％～30％；三、变质剂易于获得，节省了成本。